CN116614151A - 一种双频段同异频列调无线中转台设备及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双频段同异频列调无线中转台设备及实现方法。设备包括用于与外部天线连接实现中转台接收终端设备发射信号输入和中转发射信号输出的天线接口、用于对天线接口与宽带接收滤波器或窄带接收滤波器和对天线接口与窄带发射滤波器或宽带发射滤波器进行选通的电调双工器、用于将射频信号进行滤波放大处理和中频数字化处理的信道单元、用于将电源信号进行纹波抑制滤波且稳压后进行供电的电源单元及电源接口、用于对工作模式进行切换控制且对控制信令进行解析调制的基带单元及信号接口；本发明充分利用一个工作频率范围能够覆盖双频段的收发信道，与现有两个中转台信道实现列调车站台的方案比较，可直接省下一个中转台的尺寸和成本。

Description

一种双频段同异频列调无线中转台设备及实现方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种双频段同异频列调无线中转台设备及实现方法。

背景技术

目前专用无线通信已经开始全面推进数字化技术，在铁路专用无线通信方面，随着铁路行业专用数字无线通信标准的推出，铁路专用无线通信将逐步从模拟体制向数字体制过渡，原有450MHz模拟通信系统将逐步过渡到400MHz频段数字模式。

由于目前铁路列调无线通信系统应用中，装备了大量的如无线通信机车台、无线通信站台等450MHz模拟设备。为了实现模拟到数字的平滑过渡并避免已有资源的浪费，在过渡时期需要设备兼容400MHz频段数字系统和450MHz频段模拟系统。

为了实现上述400MHz频段数字系统和450MHz频段模拟系统的兼容，目前的数、模双系统兼容无线列调车站台设备一般是由1个450MHz异频模拟中转台信道、1个400MHz同频数字中转台信道、射频合路器、射频双工器、主控单元、电源单元、操作显示单元等组成实现。此方案具有尺寸大、功耗大、成本高等显著缺点。

发明内容

鉴于现有数模双系统兼容无线列调站台设备技术方案存在的尺寸大、功耗大、成本高的问题，本发明提出一种双频段同异频列调无线中转台设备及实现方法，用于实现数、模双系统兼容无线列调站台中的无线中转台信道，可以有效缩减列调站台设备整机尺寸、重量近30%，降低发射功耗近30W，降低整机成本近30%。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：一种双频段同异频列调无线中转台设备包括用于与外部天线连接实现中转台接收终端设备发射信号输入和中转发射信号输出的天线接口、用于对天线接口与宽带接收滤波器或窄带接收滤波器和对天线接口与窄带发射滤波器或宽带发射滤波器进行选通的电调双工器、用于将射频信号进行滤波放大处理和中频数字化处理的信道单元、用于将电源信号进行纹波抑制滤波且稳压后进行供电的电源单元及电源接口、用于对工作模式进行切换控制且对控制信令进行解析调制的基带单元及信号接口；所述天线接口与电调双工器双向连接，所述电调双工器的RX接口Ⅰ、TX接口Ⅰ分别与信道单元的RX接口Ⅱ、TX接口Ⅱ对应连接实现两个单元间的双向连接，所述电调双工器与电源单元单向连接，所述电调双工器与基带单元单向连接，所述信道单元与电源单元单向连接，所述信道单元与基带单元双向连接，所述基带单元与信号接口双向连接，所述基带单元与电源单元单向连接，所述电源单元与电源接口单向连接。

一种双频段同异频列调无线中转台设备的实现方法是：所述中转台设备上电后开始工作，基带单元的数字信号处理器通过接收电源控制使接收5V输出开、通过发射电源控制使发射5V输出关、通过功放开关控制使功放关，所述数字信号处理器响应来自信号接口的接收模式控制信令和收发频率信令，当模式控制信令为数字同频时分双工中转模式则进入数字同频时分双工中转流程，否则判断模式控制信令是否为模拟异频频分双工中转模式，是则进入模拟异频频分双工中转流程，否则返回至响应模式控制信令。

所述数字同频时分双工中转流程：所述数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出低电平、控制开关信号Ⅱ输出高电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与宽带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅲ输出低电平，使电调双工器的射频开关Ⅱ将RX接口Ⅰ与宽带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅳ输出低使电调双工器的射频开关Ⅲ将TX接口Ⅰ与宽带发射滤波器选通；所述数字信号处理器通过SPI接口Ⅱ设置接收频率、通过SPI接口Ⅲ设置发射频率；所述数字信号处理器控制接收信道进行终端设备发射信号检测，并判断从天线接口是否收到终端数字发射信号，判断为否则返回至终端设备发射信号检测，判断为是则进入30ms接收时隙，30ms接收时隙完成后，所述数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出高电平和控制开关信号Ⅱ输出低电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与宽带发射滤波器选通，通过接收电源控制使接收5V输出关、通过发射电源控制使发射5V输出开、通过功放开关控制使功放开，然后进入4FSK数字调制的30ms发射时隙；如果检测到终端设备发射信号停止，则控制接收5V输出开、发射5V输出关、功放关并返回至终端设备发射信号检测，否则控制接收5V输出开、发射5V输出关、功放关并返回至30ms接收时隙。

所述模拟异频频分双工中转流程：所述数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出高电平和控制开关信号Ⅱ输出高电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与窄带接收滤波器和窄带发射滤波器选通，控制开关信号Ⅲ输出高电平，使电调双工器的射频开关Ⅱ将RX接口Ⅰ与窄带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅳ输出高电平，使电调双工器的射频开关Ⅲ将TX接口Ⅰ与窄带发射滤波器选通，所述数字信号处理器通过SPI接口Ⅱ设置接收频率、通过SPI接口Ⅲ设置发射频率，所述数字信号处理器控制接收信道进行终端设备发射信号检测，并判断从天线接口是否收到终端模拟发射信号，判断为否则返回至终端设备发射信号检测，判断为是则进行接收FM解调，控制发射5V输出开、功放开、进行发射FM调制；如果检测到终端设备发射信号停止，则控制发射5V输出关、功放关并返回至终端设备发射信号检测，否则返回至接收FM解调。

本发明的有益效果是：

1、本发明充分利用一个工作频率范围能够覆盖双频段的收发信道，与现有两个中转台信道实现列调车站台的方案比较，可直接省下一个中转台的尺寸和成本。

2、本发明采用三个射频开关实现了在不同模式时天线接口与收发信道的连接需求，可灵活实现数字时分双工和模拟异频双工两种工作模式，避免了现有方案中尺寸和重量都大的射频合路器的使用，有效降低了列调站台设备的尺寸、重量和成本。

3、将一个满足双频段信道巧妙结合可电调控制实现数字时分双工和模拟频分双工的电调双工器，通过数字信号处理器的软件控制，实现了一种支持双频段且数字同频双工和模拟异频双工可灵活切换的列调无线中转台。将该中转台应用于数、模双系统兼容无线列调车站台设备，解决无线列调车站台设备尺寸重量大、功耗大、成本高等缺点，可有效缩减设备尺寸、重量近30%，降低发射功耗近30W，降低整机成本近30%。

附图说明

图1为本发明的总体原理框图；

图2为图1中的电调双工器原理框图；

图3为图1中的信道单元原理框图；

图4为图3中的接收频率频率合成器电路原理图；

图5为图3中的发射频率频率合成器电路原理图；

图6为图3中的中频数字化电路原理图；

图7为图1中的基带单元原理框图；

图8为图1中的电源单元原理框图；

图9为本发明实施例软件工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步说明：

如图1所示，双频段同异频列调无线中转台设备包括用于与外部天线连接实现中转台接收终端设备发射信号输入和中转发射信号输出的天线接口、用于对天线接口与宽带接收滤波器或窄带接收滤波器和对天线接口与窄带发射滤波器或宽带发射滤波器进行选通的电调双工器、用于将射频信号进行滤波放大处理和中频数字化处理的信道单元、用于将电源信号进行纹波抑制滤波且稳压后进行供电的电源单元及电源接口、用于对工作模式进行切换控制且对控制信令进行解析调制的基带单元及信号接口；天线接口与电调双工器双向连接，电调双工器的RX接口Ⅰ、TX接口Ⅰ分别与信道单元的RX接口Ⅱ、TX接口Ⅱ对应连接实现两个单元间的双向连接，电调双工器与电源单元单向连接，电调双工器与基带单元单向连接，信道单元与电源单元单向连接，信道单元与基带单元双向连接，基带单元与信号接口双向连接，基带单元与电源单元单向连接，基带单元与信号接口双向连接，电源单元与电源接口单向连接。

天线接口用于与外部天线连接从而实现中转台接收终端设备发射信号输入和中转发射信号输出。

电调双工器用于在基带单元开关信号Ⅰ和开关信号Ⅱ控制控制下，将天线接口与宽带接收滤波器或窄带接收滤波器和窄带发射滤波器或宽带发射滤波器选通；用于在基带单元开关信号Ⅲ的控制下，将RX接口Ⅰ与宽带接收滤波器或窄带接收滤波器选通；用于在基带单元开关信号Ⅳ的控制下，将TX接口Ⅰ与窄带发射滤波器或宽带发射滤波器选通。

如图2所示，电调双工器包括射频开关Ⅰ、射频开关Ⅱ、射频开关Ⅲ、宽带接收滤波器、宽带发射滤波器、窄带接收滤波器、窄带发射滤波器、RX接口Ⅰ、TX接口Ⅰ；射频开关Ⅰ与天线接口双向连接，射频开关Ⅰ分别与宽带接收滤波器、宽带发射滤波器、窄带接收滤波器、窄带发射滤波器、基带单元、电源单元单向连接；射频开关Ⅱ分别与宽带接收滤波器、窄带接收滤波器、RX接口Ⅰ、基带单元、电源单元单向连接，射频开关Ⅲ分别与宽带发射滤波器、窄带发射滤波器、TX接口Ⅰ、基带单元、电源单元单向连接。

信道单元用于实现将RX接口Ⅱ收到的射频信号依次经过接收滤波器Ⅰ滤波、低噪声放大器放大、接收滤波器Ⅱ滤波、在混频器中与接收频率合成器的本振信号混频出中频信号、中频信号的中频数字化处理，最后将中频数字化后的信号经SPI接口Ⅰ送至基带单元进行解调处理；用于实现将来自基带单元的SPI接口Ⅱ的控制信号连接至接收频率合成器设置本振信号从而设置接收频率；用于将来自基带单元的SPI接口Ⅲ连接至发射频率合成器，从而实现设置发射频率和信号调制，并将调制后的发射射频信号依次经驱动放大器放大、功率放大器放大、发射滤波器滤波，最后送至TX接口Ⅱ。

如图3所示，信道单元包括RX接口Ⅱ、接收滤波器Ⅰ、低噪声放大器、接收滤波器Ⅱ、混频器、中频数字化电路、接收频率合成器、TX接口Ⅱ、发射滤波器、功率放大器、驱动放大器、发射频率合成器；RX接口Ⅱ与接收滤波器Ⅰ单向连接，接收滤波器Ⅰ与低噪声放大器单向连接，低噪声放大器与接收滤波器Ⅱ以及电源单元单向连接，混频器分别与接收滤波器Ⅱ、接收频率合成器、中频数字化电路单向连接，接收频率合成器通过SPI接口Ⅱ与基带单元双向连接，接收频率合成器与电源单元单向连接，中频数字化电路与基带单元通过SPI接口Ⅰ双向连接，TX接口Ⅱ与发射滤波器单向连接，发射滤波器与功率放大器单向连接，功率放大器分别与驱动放大器、基带单元、电源单元单向连接，驱动放大器分别与发射频率合成器、电源单元单向连接，发射频率合成器通过SPI接口Ⅲ与基带单元双向连接，发射频率合成器与电源单元单向连接。

如图4所示，信道单元的接收频率合成器电路采用型号为LMX2571的频率合成器芯片N1和型号为TCXO-19.2MHZ的晶振G2；芯片N1的30脚通过电容C31连接31脚后接地；32脚通过电阻R13接+3.3VA，且通过电容C37接地；33脚通过电阻R14接+3.3VA，且通过电容C39接地；34脚通过电容C43连接晶振G2的OUT端，晶振G2的VCC端接+3.3VA，且通过电容C48接地，晶振G2的Vcont端通过电容C50接地，晶振G2的GND端接地；芯片N1的1脚通过电阻R17接+3.3VA，且通过电容C51接地；2脚、3脚分别通过电容C52、电容C49 接地；9脚通过电阻R18接+3.3VA，且通过电容C53接地；10脚至13脚连接所述SPI接口Ⅱ；15脚通过电阻R15接+3.3VA，且通过电容C38接地；16脚通过电容C30输出至混频器，同时又分别通过电容C29、电感L4连接电阻R8和电容C15的一端，电阻R8另一端接+3.3VA，电容C15另一端接地；18脚通过电容C28接地；19脚通过电阻R7接+3.3VA；20脚通过电阻R5接+3.3VA，同时又分别通过电容C9、电容C7接地；21脚、22脚分别通过电容C20、电容C19接地；24脚通过电容C12连接23脚后接地；25脚通过电容C2接地，同时又通过电容C1、电阻R1接地；27脚通过电阻R4接+3.3VA，同时又分别通过电容C23、电容C22接地。

如图5所示，信道单元的发射频率合成器电路采用型号为LMX2571的频率合成器芯片N3和型号为TCXO-19.2MHZ的晶振G3；芯片N3的30脚通过电容C80连接31脚后接地；32脚通过电阻R27接+3.3VA，且通过电容C84接地；33脚通过电阻R28接+3.3VA，且通过电容C86接地；34脚通过电容C88连接晶振G3的OUT端，晶振G3的VCC端接+3.3VA，且通过电容C89接地，晶振G3的Vcont端通过电容C91接地，晶振G3的GND端接地；芯片N3的1脚通过电阻R33接+3.3VA，且通过电容C92接地；2脚、3脚分别通过电容C93、电容C90 接地；9脚通过电阻R34接+3.3VA，且通过电容C94接地；10脚至13脚连接SPI接口Ⅲ；15脚通过电阻R31接+3.3VA，且通过电容C85接地；16脚通过电容C78输出至所述驱动放大器，同时又分别通过电容C73、电感L9连接电阻R24和电容C67的一端，电阻R24另一端接+3.3VA，电容C67另一端接地；18脚通过电容C72接地；19脚通过电阻R23接+3.3VA；20脚通过电阻R22接+3.3VA，同时又分别通过电容C65、电容C64接地；21脚、22脚分别通过电容C69、电容C68接地；24脚通过电容C66连接23脚后接地；25脚通过电容C58接地，同时又通过电容C56、电阻19接地；27脚通过电阻R21接+3.3VA，同时又分别通过电容C71、电容C70接地。

如图6所示，信道单元的中频数字化电路采用型号为AD9864BCPZ中频数字化芯片N2和型号为TCXO-19.2MHZ的晶振G1；电感L1一端连接混频器的输出，另一端通过电容C6接地，同时通过电容C4连接芯片N2的47脚；芯片N2的7脚、41脚、42脚、43脚、44脚、46脚分别通过电容C55、电容C36、电容C35、电容C34、电容C33、电容C32接地；3脚、8脚、10脚、16脚、18脚、21脚、22脚、32脚、34脚、36脚、37脚分别接地；48脚接+3.3VA，并通过电容C26接地；1脚分别连接电感L6、电容C40、电容C45一端，电感L6另一端接电感L7一端，同时通过电阻R12接+3.3VA；2脚连接电容C40、电感L7另一端，同时通过电容C46连接4脚；5脚连接电容C45另一端；6脚接+3.3VA，并通过电容C54接地；9脚接+3.3VA，并通过电容C57接地；12脚通过电容C63接地，又通过电容C60与11脚连接，连接后又通过电容C62接地；13脚通过电阻R25接地；14脚接+3.3VA，并通过电容C74接地；15脚连接电阻R29、电容C82、电阻R32一端，电阻R29另一端连接电阻R30一端，并通过电容C83接地；电容C82、电阻R32另一端连接后通过电容C81接地；17脚连接电阻R26一端，并通过电容C75接地；19脚连接电阻R26另一端、电感L8一端，并通过电容C76接地；电感L8一端连接电容C77、电容C79一端，电容C77另一端接地；电容C79另一端连接电阻R30另一端、二极管VD2负极，二极管VD2正极接地；26脚接+3.3VA，并通过电容C61接地；27脚通过电阻R20接+3.3VA，并通过电容C59接地；28脚至31脚、33脚接所述SPI接口Ⅰ；35脚通过电容C44连接所述晶振G1的OUT端，VCC端通过电阻R16接+3.3VA，并通过电容C47接地；Vcont端通过电容C41接地，GND端接地；38脚连接电阻R9、电容C17、电阻R6一端，电阻R9另一端通过电容C25接地，电容C17另一端接地；电阻R6另一端连接电容C18、电感L2一端，电容C18另一端接地；电感L2另一端连接二极管VD1的负极、电容C11一端，二极管VD1的正极接地；电容C11另一端连接电感L3、电容C16、电容C10一端，电感L3、电容C16另一端分别接地；电容C10另一端连接电阻R10、电阻R3、电容C14一端以及三极管VT1基极，电阻R10另一端接地，电阻R3另一端连接电容C5、电阻R2一端接+3.3VA，并通过电容C3接地，电容C5另一端接地；电容C14另一端连接电阻R11、电容C24、电容C21一端以及三极管VT1发射极；电阻R2另一端连接三极管VT1集电极，并通过电容C8接地；电阻R11另一端通过电感L5接地，电容C24另一端接地；电容C21另一端通过电容C34连接芯片N2的43脚；39脚接+3.3VA，并通过电容C13接地；40脚接+3.3VA，并通过电容C27接地。

基带单元用于通过信号接口响应来自列调车站台主控单元的工作模式控制信令，通过数字信号处理器进行工作模式控制信令解析后进行双频段同异频工作模式切换控制；用于通过信号接口响应来自列调车站台主控单元的频率控制信令，通过数字信号处理器进行频率控制信令解析后，通过SPI接口Ⅱ实现信道单元接收频率合成器本振信号设置从而实现接收频率设置、通过SPI接口Ⅲ实现信道单元发射频率合成器设置从而实现发射频率设置；用于通过SPI接口Ⅰ接收来自信道单元中接收信道的中频数字化信号并通过数字信号处理器进行信号解调，通过SPI接口Ⅲ将解调的信号调制到信道单元的发射信道，并通过发射电源控制、功放开关控制实现中转控发；用于通过数字信号处理器与动态存储芯片和闪存芯片之间的数据交互实现数据、参数的动态和静态读写。

如图7所示，基带单元包括数字信号处理器、动态存储芯片、闪存芯片；数字信号处理器分别与动态存储芯片、闪存芯片、信道单元、信号接口双向连接，数字信号处理器与电调双工器、电源单元单向连接，动态存储芯片与电源单元单向连接，闪存芯片与电源单元单向连接。

基带单元的数字信号处理器芯片不做限定，本实施例采用的数字信号处理器芯片型号为OMAPL138E。

双频段同异频工作模式分为数字同频时分双工中转模式和模拟异频频分双工中转模式。其中数字同频时分双工中转模式工作的频段1为403MHz~425MHz，该模式中转台工作在数字同频时分双工中转，收发频率相同；模拟异频频分双工中转模式工作的频段2为457MHz~469MHz，该模式中转台工作在模拟异频频分双工中转，收发频率相差10MHz,其中接收频率范围457MHz~459MHz，发射频率范围467MHz~469MHz。双频段同异频模式切换控制通过数字信号处理器解析模式控制信令得到工作模式判断结果并输出相应控制信号。

当判断结果为数字同频时分双工中转模式时，数字信号处理器通过SPI接口Ⅱ和SPI接口Ⅲ分别设置接收频率和发射频率，二者频率相同；数字信号处理器通过开关信号Ⅲ控制射频开关Ⅱ将RX接口Ⅰ与宽带接收滤波器保持选通状态；数字信号处理器通过开关信号Ⅳ控制射频开关Ⅲ将TX接口Ⅰ与宽带发射滤波器保持选通状态；数字信号处理器通过开关信号Ⅰ和开关信号Ⅱ控制电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与宽带接收滤波器选通；当收到终端设备的数字发射信号后，数字信号处理器按以30ms接收时隙比30ms发射时隙，通过开关信号Ⅰ和开关信号Ⅱ控制电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口在接收时隙选通宽带接收滤波器在发射时隙选通宽带发射滤波器；数字信号处理器按此时隙同步进行持续交替中转接收、中转发射；数字信号处理器按此时隙同步实现接收时隙的数字4FSK信号解调、发射时隙4FSK信号调制；数字信号处理器按此时隙同步控制接收5V、发射5V与功放开关控制的交替开关以实现接收信道、发射信道交替工作，从而实现数字同频时分双工中转。

当判断结果为模拟异频频分双工中转模式时，数字信号处理器通过SPI接口Ⅱ和SPI接口Ⅲ分别设置接收频率和发射频率；数字信号处理器通过开关信号Ⅲ控制射频开关Ⅱ将RX接口Ⅰ与窄带接收滤波器保持选通状态；数字信号处理器通过开关信号Ⅳ控制射频开关Ⅲ将TX接口Ⅰ与窄带发射滤波器保持选通状态；数字信号处理器通过开关信号Ⅰ和开关信号Ⅱ控制电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口保持选通窄带接收滤波器和窄带发射滤波器状态不变；数字信号处理器实现对接收信道的模拟FM解调，并将解调得到的信号再FM调制到发射信道，控制发射5V输出开、控制功放开，从而实现模拟异频频分双工中转。

电源单元用于将电源接口输入电源信号通过滤波电路进行纹波抑制滤波，将滤波后的电源信号送至LDO电路Ⅰ和LDO电路Ⅱ进行稳压，将滤波后的电源信号13.8V送至信道单元为信道单元功率放大器供电；用于通过LDO电路Ⅰ将电源电压稳压到模拟8V并分别送至LDO电路Ⅲ、LDO电路Ⅳ、LDO电路Ⅴ，通过LDO电路Ⅲ产生为电调双工器供电的射频5V，通过LDO电路Ⅳ产生为信道单元供电的接收5V，通过LDO电路Ⅴ产生为信道单元供电的发射5V；用于通过LDO电路Ⅱ将电源电压稳压到数字8V并送至DC/DC电路，DC/DC电路输出为基带单元供电的数字3.3V、数字1.2V。

如图8所示，电源单元包括滤波电路、LDO电路Ⅰ、LDO电路Ⅱ、LDO电路Ⅲ、LDO电路Ⅳ、LDO电路Ⅴ、DC/DC电路；滤波电路分别与电源接口、LDO电路Ⅰ、LDO电路Ⅱ、信道单元单向连接，LDO电路Ⅰ分别与LDO电路Ⅲ、LDO电路Ⅳ、LDO电路Ⅴ单向连接，LDO电路Ⅲ与电调双工器单向连接，LDO电路Ⅳ分别与信道单元、基带单元单向连接，LDO电路Ⅴ分别与信道单元、基带单元单向连接，LDO电路Ⅱ与DC/DC电路单向连接，DC/DC电路与基带单元单向连接。

如图9所示，本发明实施例的软件控制流程：中转台设备上电后开始工作，基带单元的数字信号处理器通过接收电源控制使接收5V输出开、通过发射电源控制使发射5V输出关、通过功放开关控制使功放关，数字信号处理器响应来自信号接口的接收模式控制信令和收发频率信令，当模式控制信令为数字同频时分双工中转模式则进入数字同频时分双工中转流程，否则判断模式控制信令是否为模拟异频频分双工中转模式，是则进入模拟异频频分双工中转流程，否则返回至响应模式控制信令。

如图9所示，数字同频时分双工中转流程：数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出低电平、控制开关信号Ⅱ输出高电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与宽带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅲ输出低电平，使电调双工器的射频开关Ⅱ将RX接口Ⅰ与宽带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅳ输出低使电调双工器的射频开关Ⅲ将TX接口Ⅰ与宽带发射滤波器选通；数字信号处理器通过SPI接口Ⅱ设置接收频率、通过SPI接口Ⅲ设置发射频率；收发频率值来自收发频率信令，收发频率相同且在403MHz至425MHz频段1范围内，频率最小步进12.5KHz，本实施例中收发频率为403.0125MHz；数字信号处理器控制接收信道进行终端设备发射信号检测，并判断从天线接口是否收到终端数字发射信号，判断为否则返回至终端设备发射信号检测，判断为是则进入30ms接收时隙，接收时隙内数字信号处理器接收SPI接口Ⅰ中频数字化数据并进行4FSK解调；30ms接收时隙完成后，数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出高电平和控制开关信号Ⅱ输出低电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与宽带发射滤波器选通，通过接收电源控制使接收5V输出关、通过发射电源控制使发射5V输出开、通过功放开关控制使功放开，然后进入4FSK数字调制的30ms发射时隙；如果检测到终端设备发射信号停止，则控制接收5V输出开、发射5V输出关、功放关并返回至终端设备发射信号检测，否则控制接收5V输出开、发射5V输出关、功放关并返回至30ms接收时隙。

如图9所示，模拟异频频分双工中转流程：数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出高电平和控制开关信号Ⅱ输出高电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与窄带接收滤波器和窄带发射滤波器选通，控制开关信号Ⅲ输出高电平，使电调双工器的射频开关Ⅱ将RX接口Ⅰ与窄带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅳ输出高电平，使电调双工器的射频开关Ⅲ将TX接口Ⅰ与窄带发射滤波器选通，数字信号处理器通过SPI接口Ⅱ设置接收频率、通过SPI接口Ⅲ设置发射频率，收发频率值来自收发频率信令，收发频率相差10MHz且在457MHz至469MHz频段2范围内，频率最小步进25KHz，本实施例中接收频率为457.5MHz发射频率为467.5MHz；数字信号处理器控制接收信道进行终端设备发射信号检测，并判断从天线接口是否收到终端模拟发射信号，判断为否则返回至终端设备发射信号检测，判断为是则进行接收FM解调，控制发射5V输出开、功放开、进行发射FM调制；如果检测到终端设备发射信号停止，则控制发射5V输出关、功放关并返回至终端设备发射信号检测，否则返回至接收FM解调。

中转流程中所涉及的终端设备均为公知车载台或手持台。

Claims (9)

1.一种双频段同异频列调无线中转台设备，其特征在于，包括用于与外部天线连接实现中转台接收终端设备发射信号输入和中转发射信号输出的天线接口、用于对天线接口与宽带接收滤波器或窄带接收滤波器和对天线接口与窄带发射滤波器或宽带发射滤波器进行选通的电调双工器、用于将射频信号进行滤波放大处理和中频数字化处理的信道单元、用于将电源信号进行纹波抑制滤波且稳压后进行供电的电源单元及电源接口、用于对工作模式进行切换控制且对控制信令进行解析调制的基带单元及信号接口；所述天线接口与电调双工器双向连接，所述电调双工器的RX接口Ⅰ、TX接口Ⅰ分别与信道单元的RX接口Ⅱ、TX接口Ⅱ对应连接实现两个单元间的双向连接，所述电调双工器与电源单元单向连接，所述电调双工器与基带单元单向连接，所述信道单元与电源单元单向连接，所述信道单元与基带单元双向连接，所述基带单元与信号接口双向连接，所述基带单元与电源单元单向连接，所述电源单元与电源接口单向连接。

2.根据权利要求1所述的一种双频段同异频列调无线中转台设备，其特征在于，所述电调双工器包括射频开关Ⅰ、射频开关Ⅱ、射频开关Ⅲ、宽带接收滤波器、宽带发射滤波器、窄带接收滤波器、窄带发射滤波器、RX接口Ⅰ、TX接口Ⅰ；所述射频开关Ⅰ与所述天线接口双向连接，所述射频开关Ⅰ分别与宽带接收滤波器、宽带发射滤波器、窄带接收滤波器、窄带发射滤波器、基带单元、电源单元单向连接；所述射频开关Ⅱ分别与宽带接收滤波器、窄带接收滤波器、RX接口Ⅰ、基带单元、电源单元单向连接，所述射频开关Ⅲ分别与宽带发射滤波器、窄带发射滤波器、TX接口Ⅰ、基带单元、电源单元单向连接。

3.根据权利要求1所述的一种双频段同异频列调无线中转台设备，其特征在于，所述信道单元包括RX接口Ⅱ、接收滤波器Ⅰ、低噪声放大器、接收滤波器Ⅱ、混频器、中频数字化电路、接收频率合成器、TX接口Ⅱ、发射滤波器、功率放大器、驱动放大器、发射频率合成器；所述RX接口Ⅱ与所述接收滤波器Ⅰ单向连接，接收滤波器Ⅰ与所述低噪声放大器单向连接，低噪声放大器与所述接收滤波器Ⅱ以及所述电源单元单向连接，所述混频器分别与接收滤波器Ⅱ、接收频率合成器、中频数字化电路单向连接，接收频率合成器通过SPI接口Ⅱ与所述基带单元双向连接，接收频率合成器与所述电源单元单向连接，所述中频数字化电路与所述基带单元通过SPI接口Ⅰ双向连接，所述TX接口Ⅱ与所述发射滤波器单向连接，发射滤波器与所述功率放大器单向连接，功率放大器分别与所述驱动放大器、基带单元、电源单元单向连接，驱动放大器分别与所述发射频率合成器、电源单元单向连接，发射频率合成器通过SPI接口Ⅲ与所述基带单元双向连接，发射频率合成器与所述电源单元单向连接。

4.根据权利要求3所述的一种双频段同异频列调无线中转台设备，其特征在于，所述接收频率合成器电路采用型号为LMX2571的频率合成器芯片N1和型号为TCXO-19.2MHZ的晶振G2；芯片N1的30脚通过电容C31连接31脚后接地；32脚通过电阻R13接+3.3VA，且通过电容C37接地；33脚通过电阻R14接+3.3VA，且通过电容C39接地；34脚通过电容C43连接晶振G2的OUT端，晶振G2的VCC端接+3.3VA，且通过电容C48接地，晶振G2的Vcont端通过电容C50接地，晶振G2的GND端接地；芯片N1的1脚通过电阻R17接+3.3VA，且通过电容C51接地；2脚、3脚分别通过电容C52、电容C49 接地；9脚通过电阻R18接+3.3VA，且通过电容C53接地；10脚至13脚连接所述SPI接口Ⅱ；15脚通过电阻R15接+3.3VA，且通过电容C38接地；16脚通过电容C30输出至所述混频器，同时又分别通过电容C29、电感L4连接电阻R8和电容C15的一端，电阻R8另一端接+3.3VA，电容C15另一端接地；18脚通过电容C28接地；19脚通过电阻R7接+3.3VA；20脚通过电阻R5接+3.3VA，同时又分别通过电容C9、电容C7接地；21脚、22脚分别通过电容C20、电容C19接地；24脚通过电容C12连接23脚后接地；25脚通过电容C2接地，同时又通过电容C1、电阻R1接地；27脚通过电阻R4接+3.3VA，同时又分别通过电容C23、电容C22接地。

5.根据权利要求3所述的一种双频段同异频列调无线中转台设备，其特征在于，所述发射频率合成器电路采用型号为LMX2571的频率合成器芯片N3和型号为TCXO-19.2MHZ的晶振G3；芯片N3的30脚通过电容C80连接31脚后接地；32脚通过电阻R27接+3.3VA，且通过电容C84接地；33脚通过电阻R28接+3.3VA，且通过电容C86接地；34脚通过电容C88连接晶振G3的OUT端，晶振G3的VCC端接+3.3VA，且通过电容C89接地，晶振G3的Vcont端通过电容C91接地，晶振G3的GND端接地；芯片N3的1脚通过电阻R33接+3.3VA，且通过电容C92接地；2脚、3脚分别通过电容C93、电容C90 接地；9脚通过电阻R34接+3.3VA，且通过电容C94接地；10脚至13脚连接所述SPI接口Ⅲ；15脚通过电阻R31接+3.3VA，且通过电容C85接地；16脚通过电容C78输出至所述驱动放大器，同时又分别通过电容C73、电感L9连接电阻R24和电容C67的一端，电阻R24另一端接+3.3VA，电容C67另一端接地；18脚通过电容C72接地；19脚通过电阻R23接+3.3VA；20脚通过电阻R22接+3.3VA，同时又分别通过电容C65、电容C64接地；21脚、22脚分别通过电容C69、电容C68接地；24脚通过电容C66连接23脚后接地；25脚通过电容C58接地，同时又通过电容C56、电阻19接地；27脚通过电阻R21接+3.3VA，同时又分别通过电容C71、电容C70接地。

6.根据权利要求3所述的一种双频段同异频列调无线中转台设备，其特征在于，所述中频数字化电路采用型号为AD9864BCPZ中频数字化芯片N2和型号为TCXO-19.2MHZ的晶振G1；电感L1一端连接所述混频器的输出，另一端通过电容C6接地，同时通过电容C4连接芯片N2的47脚；芯片N2的7脚、41脚、42脚、43脚、44脚、46脚分别通过电容C55、电容C36、电容C35、电容C34、电容C33、电容C32接地；3脚、8脚、10脚、16脚、18脚、21脚、22脚、32脚、34脚、36脚、37脚分别接地；48脚接+3.3VA，并通过电容C26接地；1脚分别连接电感L6、电容C40、电容C45一端，电感L6另一端接电感L7一端，同时通过电阻R12接+3.3VA；2脚连接电容C40、电感L7另一端，同时通过电容C46连接4脚；5脚连接电容C45另一端；6脚接+3.3VA，并通过电容C54接地；9脚接+3.3VA，并通过电容C57接地；12脚通过电容C63接地，又通过电容C60与11脚连接，连接后又通过电容C62接地；13脚通过电阻R25接地；14脚接+3.3VA，并通过电容C74接地；15脚连接电阻R29、电容C82、电阻R32一端，电阻R29另一端连接电阻R30一端，并通过电容C83接地；电容C82、电阻R32另一端连接后通过电容C81接地；17脚连接电阻R26一端，并通过电容C75接地；19脚连接电阻R26另一端、电感L8一端，并通过电容C76接地；电感L8一端连接电容C77、电容C79一端，电容C77另一端接地；电容C79另一端连接电阻R30另一端、二极管VD2负极，二极管VD2正极接地；26脚接+3.3VA，并通过电容C61接地；27脚通过电阻R20接+3.3VA，并通过电容C59接地；28脚至31脚、33脚接所述SPI接口Ⅰ；35脚通过电容C44连接所述晶振G1的OUT端，VCC端通过电阻R16接+3.3VA，并通过电容C47接地；Vcont端通过电容C41接地，GND端接地；38脚连接电阻R9、电容C17、电阻R6一端，电阻R9另一端通过电容C25接地，电容C17另一端接地；电阻R6另一端连接电容C18、电感L2一端，电容C18另一端接地；电感L2另一端连接二极管VD1的负极、电容C11一端，二极管VD1的正极接地；电容C11另一端连接电感L3、电容C16、电容C10一端，电感L3、电容C16另一端分别接地；电容C10另一端连接电阻R10、电阻R3、电容C14一端以及三极管VT1基极，电阻R10另一端接地，电阻R3另一端连接电容C5、电阻R2一端接+3.3VA，并通过电容C3接地，电容C5另一端接地；电容C14另一端连接电阻R11、电容C24、电容C21一端以及三极管VT1发射极；电阻R2另一端连接三极管VT1集电极，并通过电容C8接地；电阻R11另一端通过电感L5接地，电容C24另一端接地；电容C21另一端通过电容C34连接芯片N2的43脚；39脚接+3.3VA，并通过电容C13接地；40脚接+3.3VA，并通过电容C27接地。

7.根据权利要求3所述的一种双频段同异频列调无线中转台设备，其特征在于，所述基带单元包括数字信号处理器、动态存储芯片、闪存芯片；所述数字信号处理器分别与所述动态存储芯片、闪存芯片、信道单元、信号接口双向连接，数字信号处理器与电调双工器、电源单元单向连接，所述动态存储芯片与电源单元单向连接，所述闪存芯片与电源单元单向连接。

8.根据权利要求7所述的一种双频段同异频列调无线中转台设备，其特征在于，所述电源单元包括滤波电路、LDO电路Ⅰ、LDO电路Ⅱ、LDO电路Ⅲ、LDO电路Ⅳ、LDO电路Ⅴ、DC/DC电路；所述滤波电路分别与电源接口、LDO电路Ⅰ、LDO电路Ⅱ、信道单元单向连接，所述LDO电路Ⅰ分别与LDO电路Ⅲ、LDO电路Ⅳ、LDO电路Ⅴ单向连接，所述LDO电路Ⅲ与电调双工器单向连接，所述LDO电路Ⅳ分别与信道单元、基带单元单向连接，所述LDO电路Ⅴ分别与信道单元、基带单元单向连接，所述LDO电路Ⅱ与DC/DC电路单向连接，所述DC/DC电路与基带单元单向连接。

9.一种如权利要求1至8任一项所述的双频段同异频列调无线中转台设备的实现方法，其特征在于，所述中转台设备上电后开始工作，基带单元的数字信号处理器通过接收电源控制使接收5V输出开、通过发射电源控制使发射5V输出关、通过功放开关控制使功放关，所述数字信号处理器响应来自信号接口的接收模式控制信令和收发频率信令，当模式控制信令为数字同频时分双工中转模式则进入数字同频时分双工中转流程，否则判断模式控制信令是否为模拟异频频分双工中转模式，是则进入模拟异频频分双工中转流程，否则返回至响应模式控制信令；

所述数字同频时分双工中转流程：所述数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出低电平、控制开关信号Ⅱ输出高电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与宽带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅲ输出低电平，使电调双工器的射频开关Ⅱ将RX接口Ⅰ与宽带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅳ输出低使电调双工器的射频开关Ⅲ将TX接口Ⅰ与宽带发射滤波器选通；所述数字信号处理器通过SPI接口Ⅱ设置接收频率、通过SPI接口Ⅲ设置发射频率；所述数字信号处理器控制接收信道进行终端设备发射信号检测，并判断从天线接口是否收到终端数字发射信号，判断为否则返回至终端设备发射信号检测，判断为是则进入30ms接收时隙，30ms接收时隙完成后，所述数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出高电平和控制开关信号Ⅱ输出低电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与宽带发射滤波器选通，通过接收电源控制使接收5V输出关、通过发射电源控制使发射5V输出开、通过功放开关控制使功放开，然后进入4FSK数字调制的30ms发射时隙；如果检测到终端设备发射信号停止，则控制接收5V输出开、发射5V输出关、功放关并返回至终端设备发射信号检测，否则控制接收5V输出开、发射5V输出关、功放关并返回至30ms接收时隙；

所述模拟异频频分双工中转流程：所述数字信号处理器控制开关信号Ⅰ输出高电平和控制开关信号Ⅱ输出高电平，使电调双工器中的射频开关Ⅰ将天线接口与窄带接收滤波器和窄带发射滤波器选通，控制开关信号Ⅲ输出高电平，使电调双工器的射频开关Ⅱ将RX接口Ⅰ与窄带接收滤波器选通，控制开关信号Ⅳ输出高电平，使电调双工器的射频开关Ⅲ将TX接口Ⅰ与窄带发射滤波器选通，所述数字信号处理器通过SPI接口Ⅱ设置接收频率、通过SPI接口Ⅲ设置发射频率，所述数字信号处理器控制接收信道进行终端设备发射信号检测，并判断从天线接口是否收到终端模拟发射信号，判断为否则返回至终端设备发射信号检测，判断为是则进行接收FM解调，控制发射5V输出开、功放开、进行发射FM调制；如果检测到终端设备发射信号停止，则控制发射5V输出关、功放关并返回至终端设备发射信号检测，否则返回至接收FM解调。